Les sédiments sont des compartiments du milieu aquatique qui accumulent des polluants via les dépôts de matières en suspension. La contamination des sédiments peut présenter potentiellement des effets négatifs sur les organismes aquatiques, et pour cette raison ils convient de les surveiller, évaluer et protéger afin de garantir l'intégrité de la structure et du fonctionnement des écosystèmes aquatiques. Le projet ANR-PRECODD DIESE (Outils de Diagnostic de l'Ecotoxicité des Sédiments) a réuni différents partenaires pour le développement d'une stratégie d'évaluation graduée du risque environnemental des sédiments contaminés d'eau douce. C'est dans le cadre de ce projet que se situe notre travail de recherche qui concerne le développement et l'optimisation de microbiotests en phase solide pour évaluer l'écotoxicité des sédiments. Les microbiotests sélectionné dans la cadre de cette étude ont été les tests Microtox® en phase solide(MSPA), les tests algues en phase solide, le test Luminotox en phase solide Lum-SPA) et l'Ostracodtoxkit®. Ces biotests se caractérisent par différentes conditions d'essai et divers critères d'évaluation. Ils ont généré différentes réponses pour chaque sédiment testé, le test algues a été le seul test qui n'a pas présenté de sensibilités avec tous les échantillons testés. En outre, nous avons montré que les réponses des tests MSPA et Lum-SPA étaient corrélées à certaines caractéristiques géochimiques des sédiments. Finalement, nous avons synthétisé les réponses de trois microbiotests à l'aide d'un indice d'intégration permettant ainsi de discriminer l'écotoxicité observée des sédiments / The sediments are a compartment of the aquatic environment that tends to accumulate pollutants through the deposition of suspended solids. Sediment contamination can have potentially negative effects on aquatic organisms, so it is necessary to monitor, assess and protect the sediments to ensure the integrity of the structure and functioning of aquatic ecosystems. The ANR-PRECODD DIESE (diagnostic tools for assessing sediment ecotoxicity) has joined efforts of different partners to develop a strategy for tiered environmental risk assessment of contaminated freshwater sediments. In the framework of this project our research was focused on the development and optimization of solid phase microbiotests to assess the ecotoxicity of freshwater sediments. The microbiotests selected in this study were the tests Microtox® solid phase (MSPA), the algal solid phase test, the test LuminoTox solid phase (Lum-SPA) and Ostracodtoxkit®. These biotests are characterized by different test conditions and assessment criteria. We have obtained different responses for each tested sediment. The algal test was the only ones that have not reported sensitivities with all samples tested. Furthermore, we demonstrated that the response of the test Lum-SPA and MSPA were correlated with some geochemical characteristics of sediments. Finally, we synthesized the responses of three microbiotests using an index of integration allowing to discriminate between the observed sediment ecotoxicity

Foram realizados testes de toxicidade ao longo de dois anos, com amostras de água e sedimento do rio Corumbataí, entre Novembro de 2004 e Setembro de 2006, com o objetivo de avaliar a qualidade da água e do sedimento. Os testes de toxicidade aguda realizados com os organismos Chironomus xanthus, Daphnia magna, Hydra attenuata, Lactuca sativa e Pseudokirchneriella subcapitata indicaram variados graus de toxicidade nos diferentes pontos de coleta do rio Corumbataí, com maior ocorrência de toxicidade nos pontos de coleta mais próximos à foz do rio, principalmente devido à afluência do Ribeirão Claro. Todas as amostras de sedimento se mostraram mais tóxicas do que as amostras de água dos mesmos locais, para todos os organismos utilizados, em todas as coletas realizadas. Para todos os organismos, foram realizados testes de sensibilidade, com substância de referência (NaCl), mensalmente, a fim de garantir a qualidade dos cultivos em laboratório e dos bioensaios realizados, com resultados regulares e satisfatórios. Os efeitos produzidos pelas amostras ambientais sobre as sementes de alface (Lactuca sativa) foram bastante variáveis e irregulares, não possibilitando os cálculos de CI50. Decidiu-se por bem suspender a realização deste teste após um ano. Dentre todos os endpoints avaliados, os dos testes de Hydra attenuata e Pseudokirchneriella subcapitata se mostraram mais sensíveis, e o de Daphnia magna o menos sensível às amostras testadas. A avaliação da toxicidade através de efeitos subletais em H. attenuata se mostrou um bom parâmetro de avaliação das condições ambientais do rio Corumbataí, sendo um dos endpoints mais sensíveis utilizados. Outros testes de toxicidade foram realizados em algumas das oito coletas realizadas neste estudo, em caráter complementar: teste de toxicidade crônica com D. magna, teste de toxicidade LuminoTox, que utiliza sistemas enzimáticos vegetais, e o teste de genotoxicidade com Allium cepa, com o objetivo de avaliar suas sensibilidades e contribuições ao estudo. Estes bioensaios adicionaram informações a respeito dos níveis de poluição e toxicidade do rio Corumbataí, contribuindo com os bioensaios principais. Informações como parâmetros físicos e químicos, quantificação de elementos químicos e herbicidas ofereceram subsídios para a interpretação dos resultados obtidos com os testes de toxicidade. São apresentados também resultados das atividades referentes ao estágio de doutorado realizado no exterior (doutorado-sanduíche), no período de Setembro a Dezembro de 2007, na agência de proteção ambiental Environment Canada, no qual foi aplicado um teste de toxicidade com linhagens microbianas (MARA assay) em amostras de água e sedimento, juntamente com nanomateriais / Toxicity tests were conducted for two years with water and sediment samples from Corumbataí River, between November 2004 and September 2006, in order to assess the water and sediment quality. Acute toxicity tests conducted with Chironomus xanthus, Daphnia magna, Hydra attenuata, Lactuca sativa and Pseudokirchneriella subcapitata showed varying degrees of toxicity along the river course, with more toxic results in the sampling sites near the river mouth, due mainly to the inflow of Ribeirão Claro. All sediment samples were more toxic than the water samples (from the corresponding sites), for all test organisms, and for all samplings. Sensitivity tests were performed monthly, with NaCl as the reference toxicant, in order to guarantee both the laboratory culture quality and the bioassays conducted with these organisms. Results with NaCl were regular and satisfactory. The effects of the samples on lettuce seeds (L. sativa) were irregular, thus not allowing the estimative of IC50. It was decided to suspend the performance of this bioassay after one year of testing. Among all studied tests and endpoints, the tests with H. attenuata and P. subcapitata had the most sensitive endpoints, and the acute toxicity test with D. magna had the less sensitive one. Toxicity assessment of Corumbataí River based on Hydra sub-lethality endpoint was one of the most sensitive among the tested ones. Other bioassays were conducted at least once as part of this study, as a complementary assessment: the 21-day chronic toxicity test with D. magna, the LuminoTox bioassay, and the genotoxicity test with Allium cepa, in order to assess their sensitivity and contribution to the present study. These bioassays added information about the contamination levels and toxicity of Corumbataí River, contributing with the main bioassays performed. Data such as physical and chemical parameters, metals and herbicides determinations had a contribution to bioassay results interpretation. Results from a research project developed during a four-month stay (from September 2007 to December 2007) at Environment Canada Protection Agency are further described, regarding the application of the MARA bioassay, (conducted with 11 microbial strains), testing water and sediment samples, along with nanomaterials

Foram realizados testes de toxicidade ao longo de dois anos, com amostras de água e sedimento do rio Corumbataí, entre Novembro de 2004 e Setembro de 2006, com o objetivo de avaliar a qualidade da água e do sedimento. Os testes de toxicidade aguda realizados com os organismos Chironomus xanthus, Daphnia magna, Hydra attenuata, Lactuca sativa e Pseudokirchneriella subcapitata indicaram variados graus de toxicidade nos diferentes pontos de coleta do rio Corumbataí, com maior ocorrência de toxicidade nos pontos de coleta mais próximos à foz do rio, principalmente devido à afluência do Ribeirão Claro. Todas as amostras de sedimento se mostraram mais tóxicas do que as amostras de água dos mesmos locais, para todos os organismos utilizados, em todas as coletas realizadas. Para todos os organismos, foram realizados testes de sensibilidade, com substância de referência (NaCl), mensalmente, a fim de garantir a qualidade dos cultivos em laboratório e dos bioensaios realizados, com resultados regulares e satisfatórios. Os efeitos produzidos pelas amostras ambientais sobre as sementes de alface (Lactuca sativa) foram bastante variáveis e irregulares, não possibilitando os cálculos de CI50. Decidiu-se por bem suspender a realização deste teste após um ano. Dentre todos os endpoints avaliados, os dos testes de Hydra attenuata e Pseudokirchneriella subcapitata se mostraram mais sensíveis, e o de Daphnia magna o menos sensível às amostras testadas. A avaliação da toxicidade através de efeitos subletais em H. attenuata se mostrou um bom parâmetro de avaliação das condições ambientais do rio Corumbataí, sendo um dos endpoints mais sensíveis utilizados. Outros testes de toxicidade foram realizados em algumas das oito coletas realizadas neste estudo, em caráter complementar: teste de toxicidade crônica com D. magna, teste de toxicidade LuminoTox, que utiliza sistemas enzimáticos vegetais, e o teste de genotoxicidade com Allium cepa, com o objetivo de avaliar suas sensibilidades e contribuições ao estudo. Estes bioensaios adicionaram informações a respeito dos níveis de poluição e toxicidade do rio Corumbataí, contribuindo com os bioensaios principais. Informações como parâmetros físicos e químicos, quantificação de elementos químicos e herbicidas ofereceram subsídios para a interpretação dos resultados obtidos com os testes de toxicidade. São apresentados também resultados das atividades referentes ao estágio de doutorado realizado no exterior (doutorado-sanduíche), no período de Setembro a Dezembro de 2007, na agência de proteção ambiental Environment Canada, no qual foi aplicado um teste de toxicidade com linhagens microbianas (MARA assay) em amostras de água e sedimento, juntamente com nanomateriais / Toxicity tests were conducted for two years with water and sediment samples from Corumbataí River, between November 2004 and September 2006, in order to assess the water and sediment quality. Acute toxicity tests conducted with Chironomus xanthus, Daphnia magna, Hydra attenuata, Lactuca sativa and Pseudokirchneriella subcapitata showed varying degrees of toxicity along the river course, with more toxic results in the sampling sites near the river mouth, due mainly to the inflow of Ribeirão Claro. All sediment samples were more toxic than the water samples (from the corresponding sites), for all test organisms, and for all samplings. Sensitivity tests were performed monthly, with NaCl as the reference toxicant, in order to guarantee both the laboratory culture quality and the bioassays conducted with these organisms. Results with NaCl were regular and satisfactory. The effects of the samples on lettuce seeds (L. sativa) were irregular, thus not allowing the estimative of IC50. It was decided to suspend the performance of this bioassay after one year of testing. Among all studied tests and endpoints, the tests with H. attenuata and P. subcapitata had the most sensitive endpoints, and the acute toxicity test with D. magna had the less sensitive one. Toxicity assessment of Corumbataí River based on Hydra sub-lethality endpoint was one of the most sensitive among the tested ones. Other bioassays were conducted at least once as part of this study, as a complementary assessment: the 21-day chronic toxicity test with D. magna, the LuminoTox bioassay, and the genotoxicity test with Allium cepa, in order to assess their sensitivity and contribution to the present study. These bioassays added information about the contamination levels and toxicity of Corumbataí River, contributing with the main bioassays performed. Data such as physical and chemical parameters, metals and herbicides determinations had a contribution to bioassay results interpretation. Results from a research project developed during a four-month stay (from September 2007 to December 2007) at Environment Canada Protection Agency are further described, regarding the application of the MARA bioassay, (conducted with 11 microbial strains), testing water and sediment samples, along with nanomaterials

As indústrias têxteis da região de Americana geram grande quantidade de efluentes e resíduos sólidos com grande carga de corantes que são naturalmente de difícil degradação. Assim o objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de biodegradação dos corantes têxteis RBBR, índigo e preto enxofre, e dos resíduos resultantes da Estação de Tratamento de Esgoto da cidade de Americana, SP, (DAE Americana), a qual trata 400 l s-1 de esgoto municipal junto com efluentes de 43 indústrias têxteis. Foram testados quanto à capacidade de degradação a bactéria Acinetobacter johnsonii, os fungos basidiomicetos Pleurotus sajor-caju e Pleurotus ostreatus, várias espécies de cianobactérias e também material da planta raiz-forte contendo alto teor de enzimas peroxidases. A eficiência da degradação foi avaliada em termos de descoloração através de espectrofotômetria para as amostras líquidas e refletância para as amostras sólidas, e toxicidade utilizando como bioindicadores Hydra attenuata, a alga Selenastrum capricornutum, raízes de cebola (Allium cepa) e sementes de alface (Lactuca sativa). A atividade das enzimas ligninolíticas produzidas pelos fungos basidiomicetos foi determinada e alterações celulares durante a degradação foram estudadas através de microscopia eletrônica. Foi também padronizado um teste novo para uso com amostras sólidas, atualmente utilizado para amostras líquidas, chamado Luminotox. Este teste utiliza enzimas extraídas do sistema fotossintético de plantas para estimar a toxicidade das amostras, utilizando como parâmetro a redução na fluorescência emitida por estas enzimas. Vários procedimentos foram testados para exposição das enzimas às amostras e os resultados comparados com o teste Microtox. Os organismos testados foram capazes de degradar os corantes técnicos índigo e RBBR e foram eficientes na descoloração e diminuição da toxicidade do efluente da ETE. A cianobactéria Phormidium foi capaz de degradar o corante índigo completamente e foi então testada com sucesso em Bioreator de 6 l. Os fungos Basidiomicetos e a planta raiz-forte mostraram serem capazes de descolorir o lodo da ETE, entretanto a toxicidade foi aumentada após o tratamento. / The degradation of three textile dyes (RBBR, Indigo and Sulfur Black) and also the wastewater from the Municipal Treatment Station, Americana, SP, Brazil, which treats 400 l s-1 of effluent from domestic and textiles mill, were studied. The decolorization was tested for several organisms including bacterium, white-rot fungi, cyanobacterium and horseradish roots. Detoxification was appraised with three bioassays comprising the cnidarian Hydra attenuata, the alga Selenastrum capricornutum and lettuce seeds. The ligninolytic enzyme activity of the whiterot fungi strains was evaluated and cellular alterations were also studied by electron microscopy. The organisms decolorized the dyes indigo, RBBR and the effluent studied, with color removal and toxicity reduction. The cyanobacterium Phormidium was able to degrade completely the indigo dye in a Bioreactor with 6 l of capacity without increase in the toxicity. The sludge was decolorized by white rot fungi and horseradish, but the toxicity increased after the treatment. However, since the organisms showed the ability to decolorize these residues, it can be used as pre-treatment resulting in a less complex composition of sludge. After that, a study for developing a protocol for analyzing sediment samples was made based in a recent toxicity test for liquid samples. This test uses enzymes extracted from tylacoids membranes of plant photosynthetic system for evaluate the toxicity, using as parameter the fluorescence emitted by the enzymes. Several procedures were tested for exposition of the enzymes to sediment and the results were compared with the Microtox test.

As indústrias têxteis da região de Americana geram grande quantidade de efluentes e resíduos sólidos com grande carga de corantes que são naturalmente de difícil degradação. Assim o objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de biodegradação dos corantes têxteis RBBR, índigo e preto enxofre, e dos resíduos resultantes da Estação de Tratamento de Esgoto da cidade de Americana, SP, (DAE Americana), a qual trata 400 l s-1 de esgoto municipal junto com efluentes de 43 indústrias têxteis. Foram testados quanto à capacidade de degradação a bactéria Acinetobacter johnsonii, os fungos basidiomicetos Pleurotus sajor-caju e Pleurotus ostreatus, várias espécies de cianobactérias e também material da planta raiz-forte contendo alto teor de enzimas peroxidases. A eficiência da degradação foi avaliada em termos de descoloração através de espectrofotômetria para as amostras líquidas e refletância para as amostras sólidas, e toxicidade utilizando como bioindicadores Hydra attenuata, a alga Selenastrum capricornutum, raízes de cebola (Allium cepa) e sementes de alface (Lactuca sativa). A atividade das enzimas ligninolíticas produzidas pelos fungos basidiomicetos foi determinada e alterações celulares durante a degradação foram estudadas através de microscopia eletrônica. Foi também padronizado um teste novo para uso com amostras sólidas, atualmente utilizado para amostras líquidas, chamado Luminotox. Este teste utiliza enzimas extraídas do sistema fotossintético de plantas para estimar a toxicidade das amostras, utilizando como parâmetro a redução na fluorescência emitida por estas enzimas. Vários procedimentos foram testados para exposição das enzimas às amostras e os resultados comparados com o teste Microtox. Os organismos testados foram capazes de degradar os corantes técnicos índigo e RBBR e foram eficientes na descoloração e diminuição da toxicidade do efluente da ETE. A cianobactéria Phormidium foi capaz de degradar o corante índigo completamente e foi então testada com sucesso em Bioreator de 6 l. Os fungos Basidiomicetos e a planta raiz-forte mostraram serem capazes de descolorir o lodo da ETE, entretanto a toxicidade foi aumentada após o tratamento. / The degradation of three textile dyes (RBBR, Indigo and Sulfur Black) and also the wastewater from the Municipal Treatment Station, Americana, SP, Brazil, which treats 400 l s-1 of effluent from domestic and textiles mill, were studied. The decolorization was tested for several organisms including bacterium, white-rot fungi, cyanobacterium and horseradish roots. Detoxification was appraised with three bioassays comprising the cnidarian Hydra attenuata, the alga Selenastrum capricornutum and lettuce seeds. The ligninolytic enzyme activity of the whiterot fungi strains was evaluated and cellular alterations were also studied by electron microscopy. The organisms decolorized the dyes indigo, RBBR and the effluent studied, with color removal and toxicity reduction. The cyanobacterium Phormidium was able to degrade completely the indigo dye in a Bioreactor with 6 l of capacity without increase in the toxicity. The sludge was decolorized by white rot fungi and horseradish, but the toxicity increased after the treatment. However, since the organisms showed the ability to decolorize these residues, it can be used as pre-treatment resulting in a less complex composition of sludge. After that, a study for developing a protocol for analyzing sediment samples was made based in a recent toxicity test for liquid samples. This test uses enzymes extracted from tylacoids membranes of plant photosynthetic system for evaluate the toxicity, using as parameter the fluorescence emitted by the enzymes. Several procedures were tested for exposition of the enzymes to sediment and the results were compared with the Microtox test.